Voiko anestesian syvyyttä mitata aivosähkökäyrällä?

Transkriptio

1 Arvi Yli-Hankala ja Harry Scheinin TEEMA: ANESTESIOLOGIA Voiko anestesian syvyyttä mitata aivosähkökäyrällä? Vaikka anestesiologinen monitorointi on viime vuosina kehittynyt nopeasti, tahaton hereillä olo yleisanestesian aikana on edelleen merkittävä kliininen ongelma. Sitä esiintyy noin yhdellä tuhannesta leikkauspotilaasta, mikä tarkoittaa kolminumeroista tapausten määrää Suomessa vuosittain. Anestesian riittävyyttä voidaan tavan omaisten kliinisten merkkien lisäksi arvioida muun muassa aivosähkökäyrässä (EEG:ssä) tapahtuvia muutoksia seuraamalla. Eri anestesiaaineiden EEG-vaikutukset ovat kuitenkin varsin moninaiset, eikä ihmisen tietoisuudelle tai tajuttomuudelle ole ainakaan toistaiseksi onnistuttu kehittämään yksiselitteistä neurofysiologista mittaria tai suuretta. Nykymenetelmien rajoituksista huolimatta kirjoittajat suosittelevat EEG:n ja siitä johdettujen indeksien rutiinimaista seurantaa osana modernin balansoidun anestesian monitorointia ja laadunvarmistusta. Yleisanestesiassa potilaan tietoisuus lamautetaan aivoihin vaikuttavalla lääkeaineella, mikä mahdollistaa kirurgisen toimenpiteen potilaan siitä tietämättä. Tyypillisessä yleisanestesiassa käytetään samanaikaisesti useita lääkeaineita, joilla kyetään aikaansaamaan ja ylläpitämään tajunnanmenetys ( uni ), poistamaan kipu, lamaamaan tahdonalainen lihastoiminta sekä estämään autonomisen hermoston stressivasteita. Yleisanestesian tavoitteena on tila, jossa potilaalle voidaan suorittaa kirurginen toimenpide turvallisesti ja miellyttävästi ja samalla tarjota kirurgille hyvät leikkausolosuhteet. Riittävän syvä uni takaa myös sen, että toimenpiteestä ei jää potilaalle muistikuvia (amnesia). Kirurginen yleisanestesia on syvä tajuttomuuden tila, jossa aivorunkorefleksit ja reagointi kipuun ovat vaimentuneet tai kokonaan hävinneet. Hengitystä on pidettävä yllä keinotekoisesti (hengityskoneella) ja verenkiertoa ja lämpötasapainoa on usein tuettava. Yleisanestesian ylläpitovaihe onkin enemmän koomaa kuin normaalia unta muistuttava tila, josta potilas ei ole herätettävissä, ennen kuin lääkkeen pitoisuus aivoissa on laskenut riittävästi anestesia-aineen annon lopettamisen jälkeen (KUVA 1)(1). Yleisanestesian tärkeän peruskomponentin, lihasrelaksaation, astetta on jo vuosikymmeniä mitattu ärsyttämällä kyynärhermoa sähköisesti ja peukalon liikevastetta seuraten. Yleisanestesian unikomponentin (anestesian syvyyden) ja analgesian riittävyyden arviointi on paljon hankalampaa. Yksilöllinen vaste lääkkeille vaihtelee, ja totunnaisia kliinisiä anestesiasyvyyden mittareita käyttämällä (muun muassa verenpaine, sydämen syke, kyynelehtiminen, liikkuminen, hikoilu) osa potilasta nukutetaan tarpeettoman syvään anestesiaan, jolloin herääminen pitkittyy, kun taas osa nukutetaan liian kevyesti. Jälkimmäiseen liittyy anestesian aikaisen hereillä olon vaara. Ihmisen tietoisuuden neurobiologiaa Ihmisen tietoisuus on yksi suurimmista tieteen ja filosofian ratkaisemattomista kysymyksistä. Kun tiedelehti Science vuonna 2005 listasi tulevien vuosikymmenten 125 tärkeintä tutkimuskohdetta, ihmisen tietoisuus oli listalla toisena (2). Edelleenkin on mysteeri, miten subjektiivinen tajunnan elämys itsestä ja ympäristöstä voi syntyä materiaalisessa aivo kudoksessa (3). Tajuttomuus on tila, jossa henkilö on täysin kykenemätön kokemaan tai 1929 Duodecim 2015;131:

2 ANESTESIOLOGIA Tietoisuuden sisältö (tietoinen kokemus) Hereillä Väsymys Vilkeuni Kevyt uni Kooma sähköisen hermoimpulssin etenemistä. Eri nukutusaineiden vaikutuksen voimakkuuden ja rasvaliukoisuuden välistä hyvää korrelaatiota pidettiin tämän teorian tärkeänä todistuksena. Nykyään nukutuslääkkeiden vaikutusmekanismin tiedetään liittyvän hermosolujen välisen kemiallisen viestinnän modulaatioon. Eli ne vaikuttavat kuten valtaosa muistakin keskushermostolääkkeistä hermosolujen välisissä liitoskohdissa eli synapseissa olevien valkuaisaineiden, reseptorien kautta. Erityisesti aminohapporakenteiset välittäjäaineet ovat anestesiologisesti tärkeitä, ja ne voidaan jakaa kiihottaviin eli eksitoiviin (esimerkiksi glutamaatti) ja inhiboiviin eli estäviin (esimerkiksi gamma-aminovoihappo eli GABA ja glysiini). Hieman yksinkertaistaen, keskushermoston lamaaminen yleisanestesiassa voi tapahtua kahdella periaatteellisella tavalla: estämällä vireyttä ylläpitäviä tai parantavia (eksitoivia) hermostojärjestelmiä tai voimistamalla vireyttä heikentäviä (inhiboivia) järjestelmiä (5, 6). Anestesia-aineet vaikuttavat useiden muiden- Yleisanestesia Syvä uni MCS Unissakävely Vegetatiivinen tila Tietoisuuden taso (hereilläolo) KUVA 1. Yksinkertaistettu esitys tietoisuuden kahden peruskomponentin (tason ja sisällön) yhteydestä, joiden välillä on normaalisti positiivinen korrelaatio. Koomasta ja yleisanestesiasta ihminen ei ole välittömästi herätettävissä (sininen alue). Unien näkemisessä (vilkeuni) tietoisuuden sisältö > taso, kun taas unissakävelyssä tai vegetatiivisessa tilassa tilanne on päinvastainen, eli ihminen voi vaikuttaa ulkoisesti olevansa hereillä, vaikka omaehtoinen käyttäytyminen ja vapaa tahto puuttuvat. Yleisanestesiaa ja siihen liittyvää tajunnanmenetystä voisi ehkä parhaiten luonnehtia lääkkeillä aiheutetuksi, hallituksi ja palautuvaksi aivojen koomatilaksi. Sillä on tiettyjä samankaltaisuuksia sekä esim. aivovamman aiheuttaman kooman, mutta myös normaalin unen kanssa. MCS = minimally conscious state (minimaalisen tietoisuuden tila). Modi fioitu TRENDS in Cognitive Sciences -lehdestä (1) tuntemaan mitään. Unen ja anestesian aikana kadotamme käsityksemme ulkopuolisesta maailmasta ja vajoamme eräänlaiseen unholaan. Mutta olemmeko sittenkään tajuttomia (KUVA 2)? Sekä anestesian että normaalin unen aikana voimme uneksia, mikä on merkki oman sisäisen maailmamme tajuisesta kokemuksesta. Vaikka ympäristön ärsykkeet voivat joskus vaikuttaa uniemme sisältöön, uneksiessamme olemme yleensä irtikytkeytyneitä todellisuudesta (4). Unesta heräämisen ja anestesiasta toipumisen jälkeen tajuntamme palaa ja kytkeydymme jälleen ympäristöön. Myös tietomme anestesialääkkeiden vaikutusmekanismeista ovat edelleen vaillinaiset. Anestesialääkkeiden käyttöönotosta on 166 vuotta, mutta emme edelleenkään ymmärrä, mikä primaari neurofysiologinen tai neurokemiallinen tapahtuma aivoissa selittää yleisanesteettien aiheuttaman tiedottomuuden. Pitkään ajateltiin, että anestesialääkkeiden pääasiallinen vaikutus kohdistuisi soluseinämän rasvakalvoon (lipidimembraaniin) estäen A. Yli-Hankala ja H. Scheinin

3 KUVA 2. Ruotsalaisen taiteilijan Lasse Perssonin näkemys lihas relaksanttien käytön vaaroista. kin reseptoreiden ja ionikanavien kautta, eikä eri anesteeteille ole olemassa yhtä yhteistä vaikutuskohdetta. Molekyyli- ja solutason vaikutusmekanismien selvittämisestä on paljon matkaa anestesia lääkkeiden aiheuttaman tajunnanmenetyksen neuraalisen perustan ymmärtämiseen. Tajuisuus ja tietoisuus edellyttävät häiriöttömästi toimivaa aivokuorta. Onko olemassa jokin kriittinen aivojen osa tai rakenne tai rakenteiden välinen yhteys, jossa tapahtuva muutos selittäisi tajunnanmenetyksen tai sen palautumisen yleisanestesian jälkeen? Miten anestesialääkkeiden aiheuttama tajunnanmenetys eroaa tavallisesta unesta? Onko eri välittäjäainejärjestelmiin vaikuttaville nukutuslääkkeille osoitettavissa jokin yhteinen mekanismi aivoissa, vai voidaanko samankaltainen kliininen anestesiatila aikaansaada eri tavoin? Vastauksia näihin kysymyksiin täytyy hakea makrotasolla (tutkimalla koko ihmistä) muun muassa lääketieteellisen kuvantamisen keinoin. Toiminnallisella magneettikuvauksella (fmri) ja positroniemissiotomografialla (PET) on muun muassa osoitettu, että anestesia-aineiden aiheuttaman tajunnanmenetykseen liittyy talamokortikaalisen ja kortikokortikaalisen konnektiivisuuden väheneminen tai häiriintyminen ja että evoluution kannalta ylemmän tason kortikaaliset assosiaatioalueet ovat herkempiä tälle vaikutukselle kuin alemman tason sensoriset ja motoriset hermoverkostot. Tämä johtaa aivojen kuorikerroksen kyvyttömyyteen tuottaa ja integroida informaatiota, vaikka sensorista informaatiota edelleen vastaanotetaan ja prosessoidaankin keskushermostossa. Tajunnanmenetys ja sen palautuminen eivät ole toistensa peilikuvia. Aivoilla on luontainen taipumus vastustaa käyttäytymistilan (tietoisuuden tai tiedottomuuden) vaihtumista toiseen. Tietyillä nousevilla radoilla, kuten muun muassa retikulaarisella aktivaatiojärjestelmällä, ja välittäjäaineilla (muun muassa histamiinilla ja oreksiinilla) näyttää olevan keskeinen merkitys, paitsi normaalin uni-valvetilan säätelyssä, myös yleisanestesiasta heräämisessä. Osoitimme omissa PET-tutkimuksissamme aivojen syvien rakenteiden aktivaation assosioivan tajunnan palautumiseen varsin samankaltaisesti kahdella eri vaikutusmekanismin omaavalla anestesia-aineella (7). Näyttääkin siltä, että tällainen primitiivinen tajunnan palautuminen on edellytys aivojen kuorikerroksen aktivoitumiselle ja korkeamman tason tietoisuudelle. Terveillä vapaaehtoisilla tehdyt kuvantamistutkimukset anestesia-aineilla ovat kiistatta lisänneet tietämystämme anestesiamekanismeista. Toisaalta, anestesia-aineiden aiheuttama tajunnanmenetys voidaan myös nähdä ainutlaatuisena mahdollisuutena ja työkaluna ihmisen tietoisuuden neuraalisen perustan tutkimiseksi (8). Pelko tahattomasta hereillä olosta Useimmat nukutuspotilaat pelkäävät tahatonta hereillä oloa, mikä voikin olla äärimmäisen traumaattinen ja invalidisoiva kokemus (9, 10). Monet kirurgiset toimenpiteet edellyttävät lihasrelaksaation käyttämistä osana anestesiaa, mikä edelleen vaikeuttaa anestesiatason riittävyyden arviointia. Relaksoitu potilas ei pysty liikkumaan tai muuten ilmaisemaan kokevansa kipua tai olevansa hereillä (KUVA 3) (7). Toisaalta riittämättömän kipulääkityksen takia liikkuva tai kyynelehtivä potilas ei yleensä ole hereillä. Liikkuminen kivuliaalle ärsykkeelle voi olla selkäydintason heijaste ilman 1931 Voiko anestesian syvyyttä mitata aivosähkökäyrällä?

4 ANESTESIOLOGIA 1932 Ärsyke: Avaa silmät A B tietoisuutta. Vastaavasti verenpainetta ja sydämen sykettä säätelee pitkälti autonominen hermostomme, ja niissä tapahtuvat muutokset kertovat erittäin huonosti, nukkuvatko aivomme. Sellaisen tahattoman hereillä olon, jonka potilas jälkeenpäin täsmällisesti muistaa (explicit memory), esiintyvyys on vaihdellut laajasti eri tutkimuksissa (11). Esiintyvyys on nykyisin useimmiten tasolla 0,1 %, mutta se saattaa suurentua riskiryhmiä hoidettaessa (TAULUKKO). Eksplisiittinen muistaminen edustaa siis kiistatonta hereillä oloa. Kaikkiin tajuisuuden tasoihin ei liity spontaania muistamista. Osa potilaista noudattaa kehotuksia leikkauksensa aikana muistamatta kuitenkaan asiaa jälkeenpäin (12, 13). Potilaan tiedostamatonta, niin sanottua implisiittistä muistia voidaan arvioida toistamalla potilaalle tiettyjä sanoja anestesian aikana ja pyytämällä häntä valitsemaan tutuimmat sanat anestesian jälkeen esitettävästä sanaluettelosta. Implisiittisen muistin aktivoitumisen merkitys on epäselvä. C D Reagointi: Silmien avaus KUVA 3. Tajuiseen reagointikykyyn vaikuttavat tekijät. Sensorinen ärsyke johtaa mielekkääseen vasteeseen vain silloin, kun kaikki tajuisen prosessoinnin osatekijät (A, tajuinen tila; B, tietoisuus ärsykkeestä sekä kyky sen ymmärtämiseen) ja toiminnallinen valmius (C, halu ja aikomus reagoida; D, kyky reagoida) toimivat normaalisti. Nuolet kuvaavat ärsykkeen prosessointia eri tajunnantiloissa: 1 = mikään ärsyke ei saavuta tajuntaa (esim. aivokuolema, erittäin syvä anestesia), 2 = unennäkö normaalin unen tai anestesian aikana, jolloin ympäristön ärsykkeet voivat (mutta eivät välttämättä: katkoviiva) vaikuttaa unisisältöön (stimulusinkorporaatio), 3 = haluttomuus reagoida, 4 = kyvyttömyys reagoida (esim. hereilläolo anestesiassa), 5 = ärsyke johtaa mielekkääseen reagointiin (normaali valveillaolo) (7). Aivotoiminnan mittaamisesta anestesian aikana Anestesia-aineiden aivovaikutuksien seuraamisen arvo ymmärrettiin jo varhain. Teknisistä haasteistaan huolimatta kallon iholta rekisteröitävä EEG tarjosi helpoimman ja kajoamattoman tavan tarkastella nukkuvan potilaan aivotoimintaa. Nukutuksen aikaista EEG:tä tutkittiin jo 1800-luvulla (14). Yleisimmin käytettyjen anestesia-aineiden lääkevaikutusten kaikki keskeiset EEG-piirteet kuvattiin 1950-luvulla (15). GABA A -reseptorin kautta vaikuttavat anesteetit muuttavat EEG:tä KUVASSA 4 esitellyllä tavalla (16). Syvässä anestesiassa EEG vaimenee kokonaan toki palautuvasti kunhan lääkevaikutus jälleen kevenee. Anestesiologit ovat tavanomaisesti pitäneet EEG:tä vaikeasti tulkittavana signaalina. Siksi siitä on pyritty johtamaan numeerisia mittalukuja, jotka kuvaisivat lääkevastetta. Taajuustasossa laskettuja muuttujia, samoin kuin aikatason EEG:n tarkastelua on käytetty vaihtelevalla menestyksellä. Anestesian aikaisessa EEG:ssä nähdään piirteitä, jotka kiistatta kuvaavat tajuttomuutta, kuten EEG:n täydellinen vaimeneminen tai yleistynyt, epilepsia major tyyppinen purkaustoiminta. TAULUKKO. Tahattoman anestesianaikaisen hereilläolon riskitekijöitä Potilaasta johtuvat tekijät Lääke- tai päihdehistoria Aiempi tahaton hereillä olo Epäilty tai tiedetty intubaatiovaikeus Vähäiset kardiovaskulaariset reservit ASA-luokka 4 tai 5 Ylipaino Naissukupuoli Toimenpiteeseen liittyvät tekijät Sydänkirurgia Lihavuuskirurgia Traumakirurgia Toimenpiteet, joihin liittyy suuri verenhukka Suunnitellusti kevyt anestesia Laskimoanestesia Täydellisen hermo-lihassalpauksen tarve A. Yli-Hankala ja H. Scheinin

5 A a) b) c) d) e) f) 100 μv 10 s B EEG:n teho EEG-indeksin lukuarvo EEGindeksilaskenta Lisääntyvä lääkevaikutus KUVA 4. A) Syvenevän isofluraanianestesian vaikutus EEG:hen (Fz-A1; 0,1 100 Hz). Rekisteröinnin alussa potilas on hereillä ja räpyttelee silmiään (a). Anestesiavaikutuksen alku näkyy nopeataajuisen EEG:n ilmaantumisena (b), jonka jälkeen EEG alkaa nopeasti hidastua ja sen amplitudi kasvaa (c). Kirurgisessa aneste siassa EEG:tä dominoi korkea-amplitudinen hidas aaltotoiminta (d). Lääkevaikutuksen edelleen voimistuessa EEG:hen ilmaantuu purskevaimentuman (e) ja lopulta vaimentuman (f) kuva (16). B) Yleisanesteetin lääkevaikutuksen lisääntyessä EEG:n teho ensin kasvaa ja alkaa sitten vähetä. Tämä EEG:n kaksivaiheisuus on tehnyt anestesian syvyyden numeerisesta monitoroinnista vaikeaa. EEG-indeksien laskentatavoilla on pystytty linearisoimaan EEG:n käyttäytyminen siten, että indeksin lukuarvo pienenee lääkevaikutuksen kasvaessa. Tämä helpottaa sekä liian pinnallisen että tarpeettoman syvän anestesian välttämistä käytännön anestesiatyössä. Sen sijaan tajuisuutta ei voida varmuudella nähdä spontaanista EEG:stä (17). Tämän vuoksi potilaan tajuttomuuden numeerinen arviointi perustuu todennäköisyyteen, jonka laskennassa on käytetty ison potilasjoukon käyttäytymisen empiiristä havainnointia. Ensimmäinen kaupallisesti menestynyt anestesian syvyyden numeerinen mittari on potilaan otsa-ohimoseudulta rekisteröidystä EEG:stä laskettu bispektraali-indeksi (BIS), joka on edelleen alan markkinajohtaja. BIS-analyysissa yhdistetään erilaisia aika- ja taajuustason parametreja, joiden laskenta ja keskinäinen painotus ovat kuitenkin epäselviä, koska laskentatapa on tuotesalaisuus (18). Toinen, Suomessa kehitetty ja laajasti käytetty mittari 1933 Voiko anestesian syvyyttä mitata aivosähkökäyrällä?

6 ANESTESIOLOGIA 1934 on Entropy-indeksi, jossa laskenta perustuu aika-taajuusbalansoituun spektraaliseen entropiaan ja EEG-vaimentumien tunnistamiseen aikatasossa (19). Entropy-indeksin laskennassa arvioidaan signaalin säännöllisyyttä. Myös Entropy rekisteröi biosignaalin otsa-ohimoseudulta. Anestesia tilan tajuttomuuskomponenttia kuvataan tyypillisesti asteikolla 0 100, jolloin pienet lukuarvot tulkitaan voimakkaan hypnoottisen lääkevaikutuksen merkeiksi ja suuret kuvaavat kevyttä anestesiaa tai jopa hereillä oloa. Sekä BIS:iä että Entropya käytettäessä lukuarvoja on pidetty optimaalisen lääkevaikutuksen mittana. Ensimmäiset tulokset suurista satunnaistetuista tutkimuksista olivat varsin lupaavia. Myles työtovereineen osoitti BIS-monitoroinnin vähentävän hereillä olon riskiä 82 % niin sanotuilla suuren riskin potilailla (20). NNTarvo (number needed to treat) oli 138, ja estetyn hereillä olon hinnaksi laskettiin noin euroa. Varsinkin Yhdysvalloissa laitetta markkinoitiin aggressiivisesti, myös suurelle yleisölle, ja menetelmän käyttö yleistyi nopeasti. Kaikki eivät kuitenkaan uskoneet, että hyöty olisi näin merkittävä, ja niinpä Yhdysvalloissa käynnistettiin laaja akateeminen tutkimusohjelma, jonka tarkoituksena oli verrata BIS-monitorointia anestesia-aineen huolelliseen pitoisuusseurantaan. BIS-ryhmän potilailla järjestelmä hälytti, mikäli BIS-arvo oli yli 60 tai alle 40 liian pinnallisen tai liian syvän anestesian merkkinä. Verrokkiryhmässä järjestelmä hälytti uloshengityskaasun anestesiapitoisuuden alittaessa tai ylittäessä ennalta määritellyt raja-arvot. Kaksi tutkimuksista tehtiin suuren riskin potilailla (21, 22) ja kolmas, potilaan monikeskustutkimus valikoimattomalla aineistolla (23). Näissä tutkimuksissa BISmonitorointi ei tuonut lisäarvoa hereillä olon estämiseksi. Tutkimukset ovat herättäneet paljon keskustelua ja kritiikkiäkin. Verrokkiryhmän hoito ei vastannut normaalia kliinistä käytäntöä, ja siksi päätelmä, että monitorointi olisi turhaa, on virheellinen. Hereillä olon esiintyvyydet olivat potilasmateriaalit huomioiden poikkeuksellisen pienet, ja tutkimukset pikemminkin osoittivat, että yleisanestesian laatua voidaan suhteellisen yksinkertaisella monitoroinnilla parantaa merkittävästi. Toinen merkittävä ongelma on, että tutkimuksessa käytetty ja valmistajankin suosittelema BIS:n terapeuttinen ikkuna (40 60) ei ole optimaalinen hereillä olon ennakoimiseksi ja välttämiseksi vaan lienee aikanaan valittu kaupallisista syistä herätyksen nopeuttamiseksi ja on siten ensin mainitun tavoitteen suhteen valitettava kompromissi. BIS 60 on erittäin labiili anestesiasyvyystaso, ja pienikin kirurginen tai muu lisä-ärsytys voi johtaa potilaan heräämiseen. Yleisanesteettien annos-vaikutusriippuvuudet ovat erittäin jyrkkiä, ja pienelläkin annoksen suurentamisella (esimerkiksi ohjaamalla anestesia-annostusta tavoitteena BIS = 30 40) voitaisiin hereillä olon riskiä pienentää merkittävästi. Näin menetelmän herkyyttä voitaisiin helposti lisätä. Anestesianaikaisen EEGmonitoroinnin mahdolliset muut hyödyt EEG-monitoroinnin on osoitettu paitsi vähentävän hereillä oloa, myös auttavan tarpeettoman voimakkaan lääkevaikutuksen välttämisessä. Balansoidun anestesian periaatteiden mukaisesti nukutusainetta käytetään potilaan nukuttamiseen, kipulääkettä nosiseption torjumiseen ja lihasrelaksantteja liikkumattomuuden varmistamiseen. EEG:tä seuraamalla pystytään annostelemaan nukutusainetta järkevällä tavalla, jolloin myös muiden lääkkeiden käyttö optimoituu. Lääkekulutus vähenee ja toipuminen nopeutuu (24, 25). Vaikka suorat kustannukset eivät välttämättä pienene (26), potilaiden kognitiivinen toipuminen saattaa parantua (27). Erityisesti lapsilla ja vanhuksilla tarpeettoman syvää anestesiaa pitäisi välttää, ja tässä EEG:n seuraaminen auttaa. Äärimmäisten matalien BIS-arvojen välttäminen näyttäisikin vähentävän leikkauksen jälkeistä deliriumia (28). Pieni BIS-arvo yhdistettynä samanaikaisiin matalaan verenpaineiseen ja pieniin lääkepitoisuuksiin, triple low, kuvaa potilaan herkkyyttä anesteeteille ja on pitkittyvän sairaalahoidon keston ja kuolleisuuden ennustetekijä (29). A. Yli-Hankala ja H. Scheinin

7 Virhelähteistä Aivosähkökäyrä on matala-amplitudinen signaali, ja leikkaussali on häiriöille herkkä ympäristö sähköisien rekisteröintien kannalta. BIS- ja Entropy-laskennat on optimoitu GABAergisille lääkkeille. Suuria opioidi- tai NMDA-reseptorivälitteisiä lääkemääriä käytettäessä EEG:ssä nähdään erilaisia muutoksia, joten EEG-indeksiarvon ja tajuttomuuden suhde muuttuu: potilas saattaa olla tajuton suurilla indeksiarvoilla (30) tai tajuissaan pienillä arvoilla (31, 32). Anestesian lääkevaikutus ei välttämättä kuvaa tajuttomuutta ja voi siis johtaa kliinikkoa harhaan, jos keskitytään vain yhden numeron seuraamiseen ymmärtämättä sen taustalla olevaa fysiologiaa ja farmakologiaa. Rekisteröintipaikan (otsa-ohimoseutu) valinta on kompromissi käytettävyyden ja informaation optimoinnin välillä. Keräämällä laajemmin EEG:tä saataisiin enemmän tietoa aivojen eri osien konnektiivisuudesta, joka voisi parantaa monitoroinnin tarkkuutta. Asiaa on pohdittu myös tuoreessa suomalaisessa laajassa katsauksessa (33). Aivosähkötoiminnan lisäksi rekisteröidään lihasaktiivisuutta aina, kun rekisteröintielektro dit asetetaan potilaan otsalle (34, 35). Reaktio nosiseptiolle saattaa olla sekä EEG:n nopeutuminen että hidastuminen (36). On myös tilanteita, joissa EEG-indeksin laskenta ei tunnista oikein kaikkia EEG:n piirteitä (37, 38). Anestesiologien tulisikin perehtyä yleisanesteeteilla aikaan saataviin EEG-ilmiöihin ARVI YLI-HANKALA, LT, professori, ylilääkäri PSHP ja Tampereen yliopisto HARRY SCHEININ, LT, dosentti, erikoislääkäri VSSHP, Turun yliopisto ja Terveystalo Pulssi ja oppia tulkitsemaan EEG-käyrää, eikä pelkästään siitä laskettavia numeroita. On myös tärkeää ymmärtää, että EEG on lopultakin vain tajuisuuden korvikemittari, joka heijastaa lääkkeen vaikutusta aivokuoren sähköiseen aktiivisuuteen mutta ei välttämättä kerro mitään potilaan tajuisuudesta eikä kuvaa niin sanottua primitiivisen tajunnan palautumista. Lopuksi Nykymenetelmien rajoituksista huolimatta kannatamme anestesiatilan EEG-seurantaa pääsääntöisesti aina, kun potilas nukutetaan leikkausta varten. Tällöin voidaan suurella todennäköisyydellä varmistua siitä, että anestesia ei ole liian pinnallinen eikä tarpeettoman syvä. Lääkevasteen mittaaminen potilaskohtaisesti ja tulosten hyödyntäminen annostelussa on perusteltua siksikin, että yksilöiden välisten vaihtelujen syyt, todennäköisesti geneettiset, ovat pääosin selvittämättä. Tällainen monitorointi on myös osa modernin balansoidun anestesian laadunvarmistusta. EEG-seuranta on erityisen tärkeää silloin, kun tahdonalainen lihastoiminta estetään lihas relaksanteilla tai kun nukutettava potilas ei ikänsä tai terveydentilansa vuoksi kestä suuria anestesia-ainepitoisuuksia. Tietoisuuden neuro fysiologian perusteiden kirkastuessa ja teknologian kehittyessä anestesiamonitorointi tulee muuttumaan entistäkin täsmällisemmäksi, luotettavammaksi ja monipuolisemmaksi. SIDONNAISUUDET Arvi Yli-Hankala: Apuraha (Pirkanmaan sairaanhoitopiiri), luentopalkkio (GE Healthcare Oy, MSD Oy) Harry Scheinin: Apuraha (Suomen Akatemia, VSSHP, Jane ja Aatos Erkon säätiö), luentopalkkio (Baxter Oy) Summary Is it possible to measure the depth of anesthesia using electroencephalogram? Although anesthetic monitoring has rapidly developed over the past few years, accidental awareness during general anesthesia still remains a significant clinical problem. It occurs in one out of thousand surgical patients. In addition to conventional clinical signs, the adequacy of anesthesia can be assessed for instance by monitoring the changes occurring in the electroencephalogram (EEG). The EEG effects of different anesthetics are, however, highly varied, and attempts to develop an unequivocal neurophysiological measure or quantity for human consciousness or unconsciousness have so far been unsuccessful Voiko anestesian syvyyttä mitata aivosähkökäyrällä?

8 ANESTESIOLOGIA KIRJALLISUUTTA 1. Laureys S. The neural correlate of (un) awareness: lessons from the vegetative state. Trends Cogn Sci 2005;9: Kennedy D, Norman C. What don t we know? Science 2005;309: Revonsuo A, Arstila V. Voidaanko tietoisuutta mitata? Duodecim 2011;127: Sanders RD, Tononi G, Laureys S, Sleigh JW. Unresponsiveness unconsciousness. Anesthesiology 2012;116: Maksimow A, Jääskeläinen S, Scheinin H. Miten anestesia vaikuttaa aivoihin? Duodecim 2008;124: Scheinin H. Yleisanestesian mysteeri mitä aivoissa tapahtuu, kun ihminen nukutetaan ja herätetään. Tehohoito 2015;33: Långsjö JW, Alkire MT, Kaskinoro K, ym. Returning from oblivion: imaging the neural core of consciousness. J Neurosci 2012; 32: Långsjö JW, Revonsuo A, Scheinin H. Harnessing anesthesia and brain imaging for the study of human consciousness. Curr Pharm Des 2014;20: Ranta S, Hynynen M, Tammisto T. Hereillä olo yleisanestesian aikana. Duodecim 1994;110: Ranta S. Awareness with recall during general anesthesia. Väitöskirja. Helsingin yliopisto Sandin RH, Enlund G, Samuelsson P, Lennmarken C. Awareness during anaesthesia: a prospective case study. Lancet 2000;355: Tunstall ME. Awareness, caesarean section and the isolated forearm technique. Anaesthesia 1990;45: Russell IF. Midazolam-alfentanil: an anaesthetic? An investigation using the isolated forearm technique. Br J Anaesth 1993;70: von Marxov EF. Mitteilung betreffend die Physiologie der Hirnrinde. Zentralbl Physiol 1890;4: Courtin RF. The value of continuous electroencephalographic and electrocardiographic tracings to the anaesthetist during surgery. Br J Anaesth 1951;23: Hartikainen K. EEG reactivity during isoflurane-induced burst-suppression anaesthesia. Väitöskirja. Tampereen yliopisto Rodriguez RA, Edmonds HL Jr, Schroeder JA. Quantitative EEG analysis during cardiac surgery in a case of spontaneous recall. Electroencephalogr Clin Neurophysiol 1993;87: Rampil IJ. A primer for EEG signal processing in anesthesia. Anesthesiology 1998;89: Viertiö-Oja H, Maja V, Särkelä M, ym. Description of the Entropy algorithm as applied in the Datex-Ohmeda S/5 Entropy Module. Acta Anaesthesiol Scand 2004;48: Myles PS, Leslie K, McNeil J, Forbes A, Chan MT. Bispectral index monitoring to prevent awareness during anaesthesia: the B-Aware randomised controlled trial. Lancet 2004;363: Avidan MS, Zhang L, Burnside BA, ym. Anesthesia awareness and the bispectral index. N Engl J Med 2008;358: Avidan MS, Jacobsohn E, Glick D, ym. Prevention of intraoperative awareness in a high-risk surgical population. N Engl J Med 2011;365: Mashour GA, Shanks A, Tremper KK, ym. Prevention of intraoperative awareness with explicit recall in an unselected surgical population: a randomized comparative effectiveness trial. Anesthesiology 2012;117: Gan TJ, Glass PS, Windsor A, ym. Bispectral index monitoring allows faster emergence and improved recovery from propofol, alfentanil, and nitrous oxide anesthesia. BIS Utility Study Group. Anesthesiology 1997;87: Vakkuri A, Yli-Hankala A, Sandin R, ym. Spectral entropy monitoring is associated with reduced propofol use and faster emergence in propofol-nitrous oxide-alfentanil anesthesia. Anesthesiology 2005;103: Yli-Hankala A, Vakkuri A, Annila P, Korttila K. EEG bispectral index monitoring in sevoflurane or propofol anaesthesia: analysis of direct costs and immediate recovery. Acta Anaesthesiol Scand 1999;43: Chan MT, Cheng BC, Lee TM, Gin T; CODA Trial Group. BIS-guided anesthesia decreases postoperative delirium and cognitive decline. J Neurosurg Anesthesiol 2013;25: Radtke FM, Franck M, Lendner J, Krüger S, Wernecke KD, Spies CD. Monitoring depth of anaesthesia in a randomized trial decreases the rate of postoperative delirium but not postoperative cognitive dysfunction. Br J Anaesth 2013;110(Suppl 1):i Sessler DI, Sigl JC, Kelley SD, ym. Hospital stay and mortality are increased in patients having a triple low of low blood pressure, low bispectral index, and low minimum alveolar concentration of volatile anesthesia. Anesthesiology 2012;116: Barr G, Jakobsson JG, Owall A, Anderson RE. Nitrous oxide does not alter bispectral index: study with nitrous oxide as sole agent and as an adjunct to i.v. anaesthesia. Br J Anaesth 1999;82: Vassiliadis M, Geros D, Maria K. Awareness despite low spectral entropy values. Anesth Analg 2007;105: Yli-Hankala A. Awareness despite low spectral entropy values [comment]. Anesth Analg 2008;106: Musialowicz T, Lahtinen P. Current status of EEG-based depth-of-consciousness monitoring during general anesthesia. Curr Anesthesiol Rep 2014;4: Edmonds HL Jr, Couture LJ, Stolzy SL, Paloheimo M. Quantitative surface electromyography in anesthesia and critical care. Int J Clin Monit Comput 1986;3: Aho AJ, Yli-Hankala A, Lyytikäinen LP, Jäntti V. Facial muscle activity, Response Entropy, and State Entropy indices during noxious stimuli in propofol-nitrous oxide or propofol-nitrous oxide-remifentanil anaesthesia without neuromuscular block. Br J Anaesth 2009;102: Aho AJ, Lyytikäinen LP, Yli-Hankala A, Kamata K, Jäntti V. Explaining Entropy responses after a noxious stimulus, with or without neuromuscular blocking agents, by means of the raw electroencephalographic and electromyographic characteristics. Br J Anaesth 2011;106: Hart SM, Buchannan CR, Sleigh JW. A failure of M-Entropy to correctly detect burst suppression leading to sevoflurane overdosage. Anaesth Intensive Care 2009; 37: Aho AJ, Kamata K, Jäntti V, ym. Comparison of Bispectral Index and Entropy values with electroencephalogram during surgical anaesthesia with sevoflurane. Br J Anaesth 2015;115: A. Yli-Hankala ja H. Scheinin